电气082班LJM课程设计总结报告(彩灯循环控制器).docVIP

目 录 1课题名称 1 2设计主体要求及内容 1 3 课题分析与方案论证 1 3.1 方案一 2 3.2 方案二 3 4 各局部电路设计 4 4.1 NE555构成的秒脉冲电路 4 4.2 用JK构成的二分频电路 5 4.3 用74HC160构成各数列显示电路 5 4.4 上电清零电路 7 5 总图工作原理 8 6 仿真结果 9 6.1 二分频及秒脉冲电路 10 6.2 内外循环控制电路 10 7 组装调试 10 8 设计总结及改进意见 10 8.1本方案特点及存在的问题 11 8.2改进意见及其他设想 11 9 设计心得 12 参考文献 1 课题名称 本次电子技术课程设计我选择的题目是：彩灯控制器的设计（B）。 2 设计主体要求及内容 功能要求： （1）采用一个半导体数码管作为控制器的显示器，能够自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、1、2、3、4、5、6、7（音乐符号数列）和0、2、4、6、8（偶数列）,然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。 （2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。 3 课题分析与方案论证 从课题要求上看是数列的循环显示，如果从编程的角度出发会发现题目要求中包含两个循环，一个是外层的控制循环，循环次数是四次，另一个是内层的数列循环，循环次数由数列本身决定，至于数码显示电路因为有了外层控制电路就可以直接和数列相接。接下来就是每个数列是实现。首先是自然数列，从0到9的自然数列让我们想到了十进制计数器74LS160当然也有190,192,162。将它的四个输出接数码管就很容易可以得到自然数列。从奇数列的BCD码（0001,0011,0101,0111,1001）中我们发现最后一位都是1，那么我们只要将数码管的最低位接高电平这样无论计数器最低位输出什么都会被强行置1，这样就可以得到奇数列。同样从偶数列的BCD码（0000，0010,0100,0110,1000）中我们也发现最后一位是0，只要将数码管的最低位接低电平就可以显示偶数列。分析最后一个音乐数列，显然这是一个八进制的数列只要用计数器构成八进制便可以显示音乐数列了。从分析结果中我们可以大致的构想整个电路的结构。有一个问题是如果每个数列都使用同一时序脉冲那么自然数列和音乐数列每个数字停留的时间与奇偶数列相比要少一半，这样感觉会很不自然，所以我们通过一个JK构成二分频电路这样就能产生一个频率减半的时序脉冲供自然和音乐数列使用。 图3-0 原理框图 3.1 方案一 要想得到四进制的数列可以用74HC390构成，74HC390是一个双二-五-十进制加法计数器计数器的输出QA接计数器的时钟脉冲的输入B，则构成8421BCD码十进制的计数器为异步清零，高电平有效。 图3-1用74HC390构成的控制电路 3.2 方案二 我们还可以用74HC160构成四进制计数器，同样QC脚接一个非门再接清零端CLR就可以从QAQB端获得四进制信号，需要说明的是160是同步置数异步清零且清零端为低电平有效。 图3-2 用74HC160构成的控制电路 由于题目中要求上电清零，而构成数列的清零端都是低电平有效，如果采用方案一就需要两个不同的上电清零电路，这是我们不希望看到的，在之后的实践中又发现我所购买的74HC390的没有很好的工作，因此最终选择采用方案二即用160构成控制电路。实践中发现这片160工作的很好。 4 各局部电路的设计 4.1 NE555构成的秒脉冲电路 利用NE555可构成多谐振荡器，可产生周期是1秒的方波脉冲，此脉冲送负责奇数列和偶数列的计数器。输出脉冲的周期： （4.1） 电路图如下。 图4-1 NE555工作原理图 4.2 用JK构成的二分频电路 图4-2由JK构成的二分频电路 JK触发器可以构成二分频电路。由于JK触发器的状态方程为，将JK触发器的J、K端接高电平，Q为前状态的非，只在CLK的下降沿才发生变化，所以从Q端输出的脉冲时间间隔为原脉冲的2倍。如输入50HZ的脉冲则输出变为25HZ。 4.3 用74HC160构成各数列显示电路 图4-3-1自然数列 图4-3-2奇数列 图4-3-3音乐数列 图4-3-4偶数列 4-4上电清零电路 如下图，在上电的一段时间内由于电容得到充电可以认为电容等效于一根导线，所以在4端就可以得到一个短时间的低电平，当电容充满电